中小企業の働き方改革をサポート>>

あるタンクに10℃で25Lの水が入っています。そのタンクから毎分8L
の水が出ていき100℃となって帰ってきます。
タンクに100℃の水が帰ってくると、タンク内の水の温度は
あがるのですが、温度の上がった水を10℃まで冷やしたいのです。
この時の冷却能力の求め方を教えて下さい。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (3件)

水1mLを1℃温度を上げ下げするのに1cal使用します。


毎分8Lのお湯(100℃)を90℃温度を下げるには、8000×90=720,000cal/分必要です。
1kcal=4.2kJですから、換算して(1kW=1kJ/秒)、
720×4.2÷60≒50kJ/s=50kW になります。
係数の意味はこれで解りますか?
    • good
    • 2

仕事の変換係数です


1kcal(15℃)=0.00116264kWhr
です。
 たぶんこれでいいんですよね?
 冷却塔のカタログ見れば詳しく説明有りますが、今手元にないもので。
    • good
    • 1

 8L*90℃=720Kcal/min


=43200kcal/Hr
=43200*0.0116264
 =50.2kw

 かな?冷却効率は別で
チラーユニットか、冷却塔のカタログになんか書いてあったような気がするけど。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

早速の回答ありがとうございます。
でも0.0116264って何の数値ですか?

お礼日時:2001/10/23 19:18

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q熱交換の基礎式を教えてください。

熱交換器における基礎式を教えてください。
蒸気と水での熱交換を行う際に、入口温度と出口温度の関係、
それに流速等も計算のデータとして必要なんだと思うんですが、
どういう計算で熱量、流速を決めればいいのか熱力学の知識がないので
分かりません。
いろんな書籍を買って勉強していますが、難しくて分かりません。
それに独学ですので、聞ける人がいなくて困っています。
どなたか、簡単に熱交換の基礎式などを教えてください。

Aベストアンサー

 伝熱の計算は非常に難しいのですが、「難しい」と言っているだけでは先に進みませんので、そのさわりを。
 基本式は、Q=UAΔtです。
 Q:交換される熱量
 A:伝熱面積
Δt:伝熱面内外の温度差
  (冷却水入出の差ではない)

 ここで曲者は、U(総括伝熱係数とか熱貫流係数とか呼ばれるもの)です。
 Uの内部構造は、1/U=1/h1+1/hs1+L/kav.+1/hs2+1/h2と表現され、hを見積もる事が大変難しいのです。
 h:伝熱面の境膜伝熱係数、内外2種類有る。
 hs:伝熱面の汚れ係数、内外2種類有る。
 L:伝熱面厚み
 kav:伝熱面の熱伝導率の異種温度の平均、熱伝面内外で温度が異なり、温度によって変化する熱伝導率を平均して用いる。
 hは、流体の種類や流れる速さ(主な指標はレイノルズ数)によって変化します。
 hsは、どの程度見積もるか、、、設備が新品ならZeroとしても良いのですが、使い込むとだんだん増加します。
 更には、Aも円管で厚みが有る場合は、内外を平均したり、Δtも入り口と出口の各温度差を対数平均するとか、色々工夫すべきところがあります。

>冷却管はステンレス製(SUS304)です。
 →熱伝導度の値が必要です。
>冷却管の中の水の温度は入口が32℃で出口が37℃です。>流量は200t/Hr程度流れております。
 →冷却水が受け取る熱量は、200t/Hr×水の比熱×(37-32)になります。この熱量が被冷却流体から奪われる熱量です。=Q
>冷却管の外径はφ34で長さが4mのものが60本
>冷却管の外径での総面積は25.6m2あります。
 →冷却管の壁厚みの数値が計算に必要です。
 伝熱面積も外側と内側を平均するか、小さい値の内側の面積を用いるべきです。

 まあしかし、現場的な検討としては#1の方もおっしゃっているように、各種条件で運転した時のU値を算出しておけば、能力を推し測る事が出来ると思います。
 更には、熱交換機を設備改造せずに能力余裕を持たせるには、冷却水の温度を下げるか、流量を増やすか、くらいしか無いのではないでしょうか。

 伝熱の計算は非常に難しいのですが、「難しい」と言っているだけでは先に進みませんので、そのさわりを。
 基本式は、Q=UAΔtです。
 Q:交換される熱量
 A:伝熱面積
Δt:伝熱面内外の温度差
  (冷却水入出の差ではない)

 ここで曲者は、U(総括伝熱係数とか熱貫流係数とか呼ばれるもの)です。
 Uの内部構造は、1/U=1/h1+1/hs1+L/kav.+1/hs2+1/h2と表現され、hを見積もる事が大変難しいのです。
 h:伝熱面の境膜伝熱係数、内外2種類有る。
 hs:伝熱面の汚れ係数、内外2...続きを読む

Q冷却塔の性能と外気湿球温度との関係

こんばんは。

今、冷却塔の選定をしていて疑問に思ったのですが、たとえば定格性能が次のような場合、
○冷却塔の冷却能力1000kW
○入口温度37℃ → 出口温度32℃
○@外気湿球温度27℃

外気湿球温度が30℃になったら冷却能力はどの程度落ちるのでしょうか?(入口温度と流量は一定として、出口温度はどの程度下がらなくなるのでしょうか?)

考え方だけでも結構ですので、教えてください!<(_ _)>

Aベストアンサー

ほんとうに、大雑把な考え方としてですが、

冷却水の入り口温度と流量が変わらず、外湿球温度が、定格よりも高い条件でしたら、湿球温度と出口温度の温度差(アプローチ)が変わらない、と仮定することが出来ます。

御質問のケースでは、アプローチが5℃で変わらないと仮定すれば、冷却水は35℃までは冷却できると考えられます。

実際には、冷却熱量が少なくなるので、もう少しは温度が下がる(アプローチが小さくなる)とは思いますが、「安全側」で見るのでしたら、それが一つの考え方です。
ほかにもいろいろありますが、簡単なのはこの方法だと思います。

もちろん、一番確実なのは冷却塔メーカーに問い合わせることですけど。

御参考まで。

Q水の温度上昇の計算式

水の温度上昇の計算式

水をヒーターを使って温度を上昇させる時のヒーター容量の計算式を教えてもらえませんか。
例えば20度の水を90度に70度上げるといった様な。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

ジュールで計算するかカロリーで計算するかにもよりますし水の比熱は温度により多少異なるので近似値になりますが

温度差(Δt)×水の比熱(≒4180J/K・kg)×水の量(kg) で必要な熱量(ジュール数)がわかります
1Jは1W・s(ワット秒)なので
先に求めたジュール数を 「何秒かけて加熱すればいいか」の秒数で割るだけです

例 
30L、20度の水を3分で70度にしたい場合
(70-20)×4180×30=6270KJ
これを180秒で割ると 34.8kw

Qkwとkcalの関係とは?

 kw(キロワット)とkcal(キロカロリー)の関係について、教えてほしいのですが、例えば暖房器具で、”3kwタイプのファンヒーターで、
2,580kcal”というのは、どこから出てきたのでしょうか。どの会社のファンヒーターのカタログの仕様を見て比較しても、3kwで2,580kcalという関係が成り立っています。3.2kwでも2,750kcalというように、これについても同様に、いろいろな会社のカタログを見て比較しても、同じ数字です。このように関係が成り立っているので、何かきまりがあるのではないかと考えられます。つまり、どの会社でも、3kw=2,580kca
や3.2kw=2,750kcalという方程式が成り立っています。会社によって、3kwや3.2kwでkcalが変わったりしないようです。必ずしも3kw=2,580kcalや3.2kw=2,750kcalで固定されています。
 なぜ、このような関係になるのかわかりません。また、試しに、4.4kwでは何kcalになるのでしょうか?関係がわからないため、何kcalか出せません。何かkcalを出すための計算方法などはありますか。詳しい方、分かりやすく丁寧に教えてくださいませんか。素人なので…。




 誰か詳しい方、分かりやすく丁寧に教えてくださいませんか。

 kw(キロワット)とkcal(キロカロリー)の関係について、教えてほしいのですが、例えば暖房器具で、”3kwタイプのファンヒーターで、
2,580kcal”というのは、どこから出てきたのでしょうか。どの会社のファンヒーターのカタログの仕様を見て比較しても、3kwで2,580kcalという関係が成り立っています。3.2kwでも2,750kcalというように、これについても同様に、いろいろな会社のカタログを見て比較しても、同じ数字です。このように関係が成り立っているので、何かきまりがあるのではないかと考えられます。つ...続きを読む

Aベストアンサー

kWは「仕事率(パワー)」、kcalは「仕事(エネルギー)」で単位が違います。一般向けのカタログに、kcalと書かれている場合はkcal/h(キロカロリー毎時)という意味です。これだとどちらも仕事率になるので互いの量を変換できます。単位変換のWebページを紹介します(参考URL)。

例えば○kWは何kcal/hか知りたいとき、参考URLで
左列の「力率、出力、パワー、熱流」をクリック→「値」に数値○を入力→「単位」でkW(キロワット)」を選択→→「変換後の単位」でkcal/h(キロカロリー毎時)」を選択(だいぶ下のほうにある)→「Excahnge」をクリックで変換されます。

1Wと4.4kWを変換すると、ANo.1さんと同じ結果が出ます。

参考URL:http://www5a.biglobe.ne.jp/~uchimura/uconv/menu-j.st.html?

Q熱量計算

熱量計算について教えてください。
加熱の場合も冷却の場合もカロリー計算は同じなのでしょうか?
具体的に言うと、30トンの水(25度)を8時間で10度まで冷やしたいとき、何キロワット/時の冷却機を使えば良いか、計算上の数値(できれば計算過程も)教えてください。
冷却機や熱交換器の効率、機械的なロスや気温、放熱、蒸発、水槽の材質などは無視して、単純に冷却と電力の関係を机上で知りたいと思っています。よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

熱の出入りだけで考えればカロリーはまったく同じです。
カロリーは30トンは30000キログラム、30000000グラムですから、温度を15度変えるには30000000×15で450000000カロリー
それを8時間かけて行なうので1時間当たりは450000000/8で5625000cal/h
1カロリーは4.19J
ワットはJ・sですから
5625000×4.19
単位を合わせるために3600で割って
6546.875ワット
6.546875キロワット/時になります。

Qエアコンの選定について(”冷房能力”及び”熱量計算”)

機械室にパッケージエアコンを設置しようと思うのですが、選定方法が分かりません。
業者さんに選定して貰っても良いのですが、
機械が増えるかもしれないので、自分で熱量計算等を知っておきたいのです。
ただあんまり細かな難しい式ではなく、略式があればうれしいです。

以下の項目だけで計算出来ないでしょうか?
機器熱量、建物侵入熱、外部温度、内部設定温度

あと冷房能力というのは、建物侵入熱+機器熱量よりも大きくする必要があるのでしょうか?それとも大きくするなら何パーセントくらいのマージンを持つものなのでしょうか?

Aベストアンサー

#2の追記
● 目的、内容が理解できました。

● この部屋は通常密閉で空気の流通が無しと考えられ、湿度負荷は無視しても良いでしょう。 換気扇は室内への防塵対策も含め自動シャッター付きにしましょう、ファンの力で開くタイプ。建物侵入熱+機器発熱量 でOK

Q交換熱量の計算

問題:「今、40℃の水が10L/minで流れています。この水を10℃まで冷やす時の交換熱量はいくらでしょうか?」
比熱、流量、熱量、温度差を使って解いてみたのですが、結局求めることができませんでした。
どなた様か教えていただくとありがたいです。

Aベストアンサー

普通、ある量の水の温度変化に伴う熱の出入りは
質量*比熱*温度変化
で与えられます。例えば1kgの水が100度変化したら
1000*1*100=100000 カロリー
です。流れている水の場合は上式の質量の代わりに単位時間当たりの質量を使えば同様に計算できます。水の密度は温度によらず1g/mlと仮定すると単位時間当たりの質量は10kg/minなので熱量は
10000*1*30=300000 カロリー/min
になります。単位時間当たりの熱量として出てくることに注意して下さい。

Qブレーカー容量のだしかた

ブレーカーの定格電流のだしかたを教えていただきたいのですが?
単相100/200Vのときと、三相200Vのときです。
例えば20Kwのときはどうすればいいのでしょうか?のように例えを入れてくだされば幸いです。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>12000/(200/1.732)=34.64Aでいいのでしょうか?このような場合ブレーカー容量は40Aでいいのでしょうか…

ブレーカー容量は電線の太さで決まり、電線の太さは許容電流と電圧降下で決まります。
許容される電圧降下を1%とすれば、電線こう長12mまでVVケーブル8mm2でよく、ブレーカーは40Aです。
電線こう長が12mを超え21mまでなら14mm2で50A、21mを超え33mまでなら22mm2で75Aとなります。
電圧降下が2%とか3%とかまで許されるなら、電線こう長はそれぞれ2倍、3倍となります。

Q熱伝達率について

熱伝達率について調べると、流れている空気の場合、11.6~290.7w/(m^2・k)とありますが、下記の条件の場合の熱伝達率は概算値でけっこうですので、分からないでしょうか?
表面積0.03m^2の円筒物、温度80℃、重量2kg、物質の密度7.874×10^3kg/m^3、体積0.256×10^-3m^3、比熱461J/(kg℃)
1540mm×2700mm×300mmで囲われている室内で、周りの雰囲気温度17℃、室内には17℃の空気が2.5m/secで流れている状態内に、80℃の物体が置かれている。
熱伝達率は、レイノルズ数とプラントル数などにより定義され、実験値や複雑な計算が必要と思われますが、やり方の方向性が知りたいための熱伝達率なので、大体の数値でいいので、教えて頂けないでしょうか

Aベストアンサー

「対流による物体の冷却後の温度」でお答えした inara1 です。
Re や Pr をご存知なのでちゃんとしたお答えをします。

以下に計算方法を書きますが、熱伝達率は 35 ~78 [W/m^2/K] となりました。この値からワークの温度変化を計算すると、20秒間に76.9 ~ 78.6 [℃] に下がることが分かりました。

【確認】
円筒物とは中がつまった円柱のことですね?
ご質問のワークの体積と表面積から円柱の直径 R と長さ L を計算すると、以下の2通りの場合がありますが、(1) のほうですね。(2) だと円板になりますので。
   (1) R = 0.0367 [m]、L = 0.242 [m]
   (2) R = 0.116 [m]、L = 0.0242 [m]

【円柱外部を冷却するときのNu数】
円柱を強制空冷する場合、空気を円柱軸に沿って流す場合と円柱側面に冷気を当てる場合では Nu(ヌセルト数)が異なりますが、普通は円柱側面に冷気を当てると思いますので、その場合の実験式は次のようになります。
   Nu = C*Re^n*Pr^(1/3) --- (1)
Re はレイノルズ数、Pr はプラントル数で
   Re = u*R/ν --- (2)
です。u [m/s] は冷気の流速、R [m] は円柱の直径、ν [m^2/s] は冷気の動粘性係数です。Pr と ν の値は、冷気温度と円柱表面の温度の平均温度での値を使います。Pr と ν の温度依存は[1] で計算できます。

【Nu数の実験式】
C と n は定数で、Re の値によって以下のような値をとります [2]。
     Re         C    n
   40~4000     0.683 0.466
   4000~40000   0.193 0.618
   40000~400000 0.0266 0.806
冷気温度と円筒表面の温度の平均温度が 20℃~80℃の範囲にあるとき、[1] を使って動粘性係数 νを計算すると、3.3×10^(-6) ~ 9.5×10^(-6) [m^2/s] なので、R = 0.0367 [m]、u = 2.5 [m/s] の場合のレイノルズ数は、式(2)で計算すると Re = 9703(20℃)~27500(80℃)の範囲になります。したがって、C と n の値は C = 0.193、n = 0.618 を使えばいいことになります。Re = 9703~27500 に対する Nu は、式(1)で計算すると 50~95 の範囲になります。

【熱伝達率とNu数の関係】
一方、Nu と熱伝達率 h [W/m^2/K] との関係は、円柱の場合
   Nu = h*R/kf
で表わされます。kf は冷媒(空気)の熱伝導率 [W/m/K] です(円柱の熱伝導率と区別するために f をつけます)。空気の熱伝導率の温度依存は [3] で計算すると、冷気温度と円筒表面の温度の平均温度が 20℃~80℃の範囲にあるとき、kf = 0.026 ~ 0.030 W/m/K の範囲になります。したがって、R = 0.0367 [m]、u = 2.5 [m/s] の場合の熱伝達率 h は
   h = Nu*kf/R = 35 ~78 [W/m^2/K] --- (3)
となります。これは質問文にある空気の熱伝達率の範囲に入っています。

【熱伝達率と円柱温度の関係】
考えている円柱は細長いので、内部の温度分布は一様とみなせます [4]。その場合、円柱が一定の熱伝達率で冷却されたときの円柱温度 T [℃] の時間変化は次式で表わされます。
   T = Tc *( T0 - Tc )*exp{ -h*A*t/( ρ*cp*V ) } --- (4)
で表わされます。Tc は冷気温度 [℃]、T0 は円柱の初期温度 [℃]、S は冷却面積(円柱側面の表面積) [m^2] 、t は時間 [sec]、ρは円柱の密度 [kg/m^3]、cp は円柱の比熱 [J/kg/K] です。したがって、 Tc = 17 ℃、T0 = 80 ℃、S = 0.03 m^2、ρ = 7874 kg/m^3、cp = 461 J/kg/K 、V = 0.256×10^(-3) [m^3] のとき、冷気にさらされてから 20sec 後の円柱温度 T20 は以下のようになります。
   T20 = 76.9 ~ 78.6 [℃] --- (5)
これは ANo.1 での概算計算結果
   Tout = 75.9 [℃]
とほぼ同じです(やはり意外に冷えません)。

この計算はクーラのダクトから17℃の冷気が複数の円柱にまんべんなく当たっている場合ですので、ワークの配列によっては結果が違ってきます(これより冷えることはありませんが)。クーラの冷却能力を倍にした場合は、風速を倍の 5 [m/s] にすればいいはずです。式(4)で冷却時間をもっと長くしてみればどれくらいまで冷えるか計算できますが、ワークが冷やされてくると冷気との温度差がなくなっていくので、熱伝達率が一定でも、単位時間に奪われる熱量が減ってくるので、だんだん温度の下がり方が鈍くなります(式(5)で時間を変えて計算してみると分かります)。

空気の動粘性係数 ν や熱伝導率 kf、それらから計算される Re数やPr数、Nu数は、厳密には円柱温度と冷気温度の平均値での値を使わなければなりません。具体的な計算手順は、最初に、円柱温度を75℃くらいと仮定して、その温度と冷気温度の平均の46℃での物性値を使って計算し、出てきた円柱温度と冷気温度の平均温度を使って空気の物性値を補正し、また円柱温度を計算するということを繰り返せば、最終的な円柱温度が出てきます。しかし、式(5)の温度範囲は、冷気温度と円柱表面の温度の平均温度が 20℃~80℃とした場合の値なので、最終的な円柱温度の値は式(5)の範囲に入っているはずです。

【補足】
[1] 1気圧の空気の Pr 数はと動粘性係数 ν は、室温付近では次式で近似されます。
      Pr = 0.713 - 0.0002*t
      ν = 1.296×10^(-6) + 1.02×10^(-7)*t
   t は空気の温度 [℃] です。
[2] 谷下市松「伝熱工学」裳華房(1986)p.142.
[3] 1気圧の空気の 熱伝導率 kf [W/m/K] は、室温付近では次式で近似されます。
      kf =0.0243+0.0000741*t
   t は空気の温度 [℃] です。
[4] 円柱の体積を V [m^3]、冷却面積(側面)を A [m^2]、円柱の熱伝導率を k [W/m/K]、熱伝達率を h [W/m^2/K] としたとき
   h*V/( k*A ) < 0.1
を満たせば内部の温度分布は一様とみなせます。炭素鋼(S53C)の熱伝導率の値はWebでは見つかりませんでしたが、資料 [2] に出ている炭素鋼の値は 54 W/m/K( 0.5C以下)~36 W/m/K(1.5C)なので、45 [W/m/K] くらいとすれば、この場合、Nu = 50~95、V = 0.256×10^(-3) [m^3]、A = 0.03 [m^2] なので、h*V/( k*A ) = 0.0095~0.016 < 0.1 となって条件を見たします。谷下市松「伝熱工学」裳華房(1986)p.83.

「対流による物体の冷却後の温度」でお答えした inara1 です。
Re や Pr をご存知なのでちゃんとしたお答えをします。

以下に計算方法を書きますが、熱伝達率は 35 ~78 [W/m^2/K] となりました。この値からワークの温度変化を計算すると、20秒間に76.9 ~ 78.6 [℃] に下がることが分かりました。

【確認】
円筒物とは中がつまった円柱のことですね?
ご質問のワークの体積と表面積から円柱の直径 R と長さ L を計算すると、以下の2通りの場合がありますが、(1) のほうですね。(2) だと円板になりますの...続きを読む

Qクーリングタワーについて詳しい方、教えてください

クーリングタワーについて教えてください

1.RTは何の略ですか? 
  RTとは冷凍トンですか?それとも別の意味ですか。
2.冷凍トンで日本式とアメリカ式の違いを教えてください。
3.クーリングタワーの冷却能力の計算式の説明が詳しくのっている
  サイトがありましたら、教えてください。

Aベストアンサー

>1.RTは冷凍トンの単位表記です。

>2.キロカロリー表示で、日本冷凍トンは3320kcal/h、USトンは3024です。

>3.冷却塔メーカーのサイトから技術資料を取り寄せられてはいかがでしょう。
参考URLに「三菱樹脂クーリングタワーナビゲーター 」を紹介しておきます。

参考URL:http://www.mpi.mpi-mrc.co.jp/setu/tower/


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング

おすすめ情報